مقدمة لخصائص سيراميك زركونيا الأسنان

مع التطور المستمر لتكنولوجيا ترميم الأسنان، زادت أنواع المواد الترميمية للأسنان تدريجياً. تم استخدام السيراميك على نطاق واسع في مختلف مجالات المواد الترميمية للأسنان نظرًا لخصائصها الميكانيكية الجيدة وتوافقها الحيوي واستقرارها الهيكلي. وفقًا للأنواع المختلفة من السيراميك، فإن المواد الخزفية للأسنان هي الخزف المصبوب على الساخن والسيراميك الزجاجي وسيراميك الزركونيا. يعتبر الخزف المصبوب على الساخن والسيراميك الزجاجي منخفض القوة نسبيًا. في المقابل، يتمتع سيراميك الزركونيا بخصائص ميكانيكية أعلى بسبب تصلب المرحلتين أحادية الميل ورباعية الزوايا وأكثر ملاءمة للاستخدام كمواد طب الأسنان. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الزركونيا بالعديد من المزايا: الاستقرار الهيكلي، وعدم التفاعل في البيئة الفموية، والتوافق الحيوي الجيد وانتقال الضوء العالي نسبيًا. ولذلك، فإن أكثر من 95 في المائة من التيجان والجسور الخزفية بالكامل مصنوعة من سيراميك الزركونيا.

i. الخصائص الأساسية لسيراميك الزركونيا

مسحوق الزركونيا عالي النقاء أبيض، وسيراميك الزركونيا طباشيري. الكتلة الجزيئية النسبية 123.223 جم/مول، الكثافة 5.85 جم/سم3، نقطة الانصهار 2715 درجة مئوية. تحتوي الزركونيا على ثلاثة هياكل بلورية، الطور أحادي الميل، الطور الرباعي والطور المكعب. هذه الهياكل البلورية الثلاثة لها أشكال مختلفة عند نقاط انصهار مختلفة وتتحول تحت ظروف درجة حرارة معينة. تبلغ درجة الحرارة التي يتحول عندها الطور أحادي الميل والمرحلة الرباعية إلى بعضها البعض حوالي 1150 درجة مئوية، ودرجة الحرارة التي يتحول عندها الطور الرباعي والمكعب إلى بعضهما البعض حوالي 2370 درجة مئوية. أثناء تحويل زركونيا الطور الرباعي إلى زركونيا أحادي الميل، يحدث تحول الطور المارتنسيتي، ويصاحبه توسع في الحجم.

ثانيا. تصلب السيراميك زركونيا

بالمقارنة مع المعادن، فإن صلابة الكسر للمواد الخزفية عادة ما تكون أقل بمقدار 1 إلى 2 أمر. يمكن تقوية سيراميك الزركونيا بطرق مختلفة لتحسين متانة الكسر، وآليات التقوية الرئيسية هي: تقوية المرحلة الانتقالية الناتجة عن الإجهاد، وتقوية التكسير الدقيق، وثني التكسير الدقيق، وتصلب التشعب والجسور، وتقوية الشعيرات، والتشديد المنتشر، وتقوية البلورات الدقيقة، وتقوية الألياف. ، وما إلى ذلك، في الممارسة العملية، صلابة مادة السيراميك زركونيا غالبا ما تكون مجموعة متنوعة من آلية تعزيز المتانة غالبا ما تكون نتيجة مشتركة للعمل. في الوقت الحاضر، القياس المختبري لصلابة كسر السيراميك الزركونيا من الأساليب الأكثر استخداما هي: طريقة شعاع الشق الأحادي وطريقة المسافة البادئة.

بدأت أبحاث صلابة سيراميك الزركونيا في وقت مبكر من الخمسينيات، بعد عام 1975 مع اكتشاف ظاهرة انتقال الطور، يعتقد بعض الباحثين أن تشديد المرحلة الانتقالية الناجم عن الإجهاد لسيراميك الزركونيا بسبب تأثير الإجهاد الخارجي للكراك، طرف الكسر من يمكن أن يحدث الإجهاد عن طريق انتقال الطور المارتنسيتي t →m، وتوسع الحجم الناتج عن حبيبات انتقال الطور سوف يمنع توسع الكراك، وبالتالي تحسين صلابة المادة. ومع ذلك، في المرحلة الأولية من انتقال الطور، فإن تشوه التمدد الموجود داخل زاوية 120 درجة من طرف الشق سوف يتسبب في انخفاض في صلابة الزركونيا، وبعد ذلك سيؤدي تمدد الحجم إلى منع تمدد الشق، بحيث تكون الصلابة أقل. تتحسن بسرعة، وتنمو صلابة الكسر ببطء عندما يمتد الكراك إلى 5 ~ 10 ساعات.

iii. أكسدة درجة حرارة منخفضة لسيراميك الزركونيا

في ظل البيئة الرطبة منخفضة الحرارة، تخضع الزركونيا لمرحلة انتقالية من الشيخوخة، وهي في الأساس مرحلة انتقالية من المارتنسيتية: تغيير في البنية البلورية غير ديناميكي حراري وغير منتشر. يحدث الشيخوخة عند درجات الحرارة المنخفضة أولاً على سطح المادة التي تمر بمرحلة انتقالية، ويصاحب انتقال المرحلة توسع في الحجم بحيث ينتج سطح المادة نتوءات وشقوق صغيرة، وتدهور الخصائص الجمالية؛ بعد ذلك، تسللت جزيئات الماء على طول الشقوق الصغيرة إلى الجزء الداخلي من الركيزة، بسبب المادة الموجودة داخل مرحلة انتقال الزركونيا tm، مما أدى إلى توليد شقوق كبيرة، وفي النهاية انخفاض في الخواص الميكانيكية، بل وتسبب مفاجئ فشل. بعد عدد كبير من الدراسات التجريبية، فإن خصائص عملية الشيخوخة في درجات الحرارة المنخفضة تشمل بشكل رئيسي أربع نقاط:

1) الشيخوخة في درجات الحرارة المنخفضة هي عملية تحفيز ذاتي دون التوصيل الحراري، وتستمر عملية الشيخوخة الانتقالية للمرحلة tm من خلال آلية نمو النواة (ng) للمرحلة m؛
2) التغيرات في ظروف الشيخوخة (درجة الحرارة، الوقت، الماء أو بخار الماء) تسرع سلوك الشيخوخة في الزركونيا؛
3) يؤدي التقادم إلى زيادة محتوى الطور m للمادة، وانخفاض المتانة، وتدهور الخصائص الجمالية؛

4) يؤثر محتوى المثبت وحجم الحبوب بشكل مباشر على مقاومة الزركونيا لشيخوخة درجات الحرارة المنخفضة.

انقر لمعرفة المزيد: /المواد/كتلة الزركونيا/